JP2010131170A - 断層画像撮影装置 - Google Patents

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Atsushi Enomoto
淳 榎本
Hiroshi Sawada
浩史 澤田
Sadataka Akahori
貞登 赤堀
Hidekazu Kanekawa
英一 金川
Tomoyoshi Nishimura
友良 西村
Yasuyoshi Ota
恭義 大田
Kensho Ida
憲昭 位田
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Abstract

【課題】所望の関心部位を含む断層画像を効率的に取得することのできる断層画像撮影装置を提供する。
【解決手段】本発明は、断層画像撮影装置に関するものであり、被写体(12)の関心部位(50)の位置情報を取得する位置情報取得部(46)と、所定の経路に沿って移動し、前記被写体(12)に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源(16)と、前記被写体(12)を透過した前記放射線を検出し、放射線画像情報に変換する放射線検出器(20)と、前記放射線源(16)を移動させて検出した前記放射線画像情報と、前記関心部位(50)の前記位置情報とに基づき、前記被写体(12)の前記関心部位(50)を含む断層画像を形成する断層画像形成部(40)とを備えることを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、被写体の放射線画像情報を取得し、関心部位を含む断層画像を形成する断層画像撮影装置に関する。
主として医療の分野において、被写体(例えば、患者)に対して異なる角度から放射線を照射し、得られた各放射線画像情報を処理することにより、前記被写体の断層画像を形成する断層画像撮影装置が利用されている。断層画像撮影装置としては、CT装置やトモシンセシス装置が知られている。
CT装置は、対向して配置した放射線源及び放射線検出器を被写体を中心として回転させながら撮影を行い、得られた放射線画像情報を処理することにより、放射線源の回転面上の断層画像を形成するものである。一方、トモシンセシス装置は、例えば、対向して配置した放射線源及び放射線検出器を被写体に沿って相対的に移動させながら撮影を行い、得られた放射線画像情報から、放射線源の移動方向に沿った断層画像を形成するものである(特許文献1参照)。この場合、CT装置は、放射線源及び放射線検出器を回転させるため、装置が大がかりで高価となる傾向がある。これに対して、トモシンセシス装置は、放射線の照射角度に制限があることから、放射線源及び放射線検出器の移動範囲が小さく、CT装置に比較すると、コンパクトで比較的安価に構成することができる。
特開2005−137878号公報
ところで、トモシンセシス装置を用いて被写体の関心部位を含む断層画像を形成する際、関心部位の位置が分からない場合には、複数の断層画像を形成して表示し、その中から所望の関心部位を含む断層画像を選択することになる。しかしながら、複数の断層画像を形成することは、その処理に長時間を要することになるため、所望の断層画像を効率的に取得することが困難である。
本発明は、前記の不具合を解消するためになされたものであって、所望の関心部位を含む断層画像を効率的に取得することのできる断層画像撮影装置を提供することを目的とする。
本発明は、被写体の関心部位の位置情報を取得する位置情報取得部と、
所定の経路に沿って移動し、前記被写体に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源と、
前記被写体を透過した前記放射線を検出し、放射線画像情報に変換する放射線検出器と、
前記放射線源を移動させて検出した前記放射線画像情報と、前記関心部位の前記位置情報とに基づき、前記被写体の前記関心部位を含む断層画像を形成する断層画像形成部と、
を備えることを特徴とする。
本発明の断層画像撮影装置では、断層画像の形成に先立って関心部位の位置情報を取得し、この位置情報をパラメータとして断層画像を形成することにより、関心部位を含む被写体の断層画像を効率的に取得することができる。
図1は、本発明の断層画像撮影装置が適用される実施形態であるトモシンセシス装置10の構成を示す。なお、トモシンセシス装置10は、被写体のマンモ12の断層画像を撮影する装置である。
トモシンセシス装置10は、移動機構14によって矢印方向に移動する放射線源16と、放射線源16から出力され、圧迫板18を介してマンモ12を透過した放射線Xを検出し、放射線画像情報に変換する放射線検出器20とを備える。トモシンセシス装置10は、放射線源16を位置A1から位置A2まで移動させながら放射線Xをマンモ12に照射することにより、放射線源16の移動方向に平行な関心部位を含む領域22の断層画像を形成する。なお、放射線検出器20は、撮影台24に収納されており、例えば、放射線Xを電気信号としての放射線画像情報に変換して取り出す固体検出器の1つであるFPD(Flat Panel Detector)を使用することができる。
放射線源16は、放射線源制御部26により制御されることで、所定の線量からなる放射線Xを出力する。放射線源制御部26は、撮影条件設定部28により設定される撮影条件に従い、放射線源16から出力される放射線Xの線量を制御する。なお、撮影条件には、例えば、放射線源16に供給される管電圧、管電流、放射線Xの照射時間が含まれる。この場合、放射線Xの線量は、管電流(mA)と照射時間(s)との積(mAs値)によって決まる。
移動機構14は、放射線源16を矢印方向に移動させる放射線源移動制御部30により移動制御される。放射線源制御部26は、放射線源移動制御部30から取得した放射線源16の各位置情報に従い、放射線源16を制御する。
圧迫板18は、圧迫板移動制御部32により矢印方向に移動制御される。撮影台24に対する圧迫板18の位置情報は、圧迫板移動制御部32から取得され、厚さ情報算出部34に供給される。厚さ情報算出部34は、圧迫板18と撮影台24との間で圧迫状態にあるマンモ12の厚さ情報を算出し、放射線源制御部26に供給する。放射線源制御部26は、マンモ12の厚さに応じた放射線Xを照射すべく、放射線源16に対する撮影条件の調整を行う。
放射線検出器20には、画像処理部36が接続される。画像処理部36は、放射線源移動制御部30から供給される放射線源16の位置情報に従い、放射線源16が各位置に移動した状態で放射線検出器20から取得した放射線画像情報を処理し、画像メモリ38に記憶させる。画像メモリ38に記憶された各放射線画像情報は、断層画像形成部40に供給されるとともに、異なる角度から撮影した2組の放射線画像情報がステレオ画像抽出部42によりステレオ画像として抽出される。なお、ステレオ画像とは、異なる角度から撮影した2組の画像である。断層画像形成部40は、マンモ12の関心部位を含む領域22の断層画像を形成する。
ステレオ画像及び断層画像は、表示部44に表示される。一方、ステレオ画像抽出部42により抽出されたステレオ画像は、断層面位置算出部46に供給され、関心部位特定部48によって特定された関心部位の位置情報に従い、断層画像を形成する断層面の位置情報が算出される。算出された断層面の位置情報は、断層画像形成部40に供給される。
本実施形態のトモシンセシス装置10は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その動作につき、図2に示すフローチャートに従って説明する。
先ず、撮影条件設定部28を用いて、被写体であるマンモ12の撮影に対応した管電圧、管電流及び放射線Xの照射時間を含む撮影条件を設定する(ステップS1)。設定された撮影条件は、放射線源制御部26に供給される。
次に、撮影台24の所定位置にマンモ12を位置決めした後、圧迫板移動制御部32により圧迫板18を移動させ、撮影台24と圧迫板18との間にマンモ12を挟み込む(ステップS2)。マンモ12が所望の状態に圧迫されると、圧迫板18の移動を停止させる。次いで、厚さ情報算出部34は、圧迫板移動制御部32から圧迫板18の撮影台24に対する位置情報を取得し、この位置情報からマンモ12の厚さ情報を算出する(ステップS3)。算出された厚さ情報は、放射線源制御部26に供給され、撮影条件設定部28で設定された撮影条件が厚さ情報に応じた最適な条件に調整される(ステップS4)。
撮影条件が調整された後、技師によって図示しないショットスイッチが操作されると、放射線源移動制御部30によって移動機構14が駆動され、放射線源16が位置A1から位置A2に向かって矢印方向に移動を開始する(ステップS5)。
一方、放射線源制御部26は、調整された撮影条件に従って放射線源16を制御し、放射線源16から所定の線量に調整された放射線Xが出力される。放射線Xは、圧迫板18を介してマンモ12を透過した後、放射線検出器20により検出され、放射線画像情報に変換される(ステップS6)。画像処理部36は、放射線源移動制御部30から供給される放射線源16の各位置情報に従い、各位置での放射線画像情報を取り込み(ステップS7)、画像メモリ38に記憶させる(ステップS8)。以上の処理は、放射線源16が位置A2に到達するまで継続される(ステップS9)。
放射線源16が位置A2に到達し、断層画像の形成に必要な全ての放射線画像情報が取得されると、次に、ステレオ画像抽出部42は、異なる角度から撮影した2組の放射線画像情報を画像メモリ38から抽出し(ステップS10)、これらの画像をステレオ画像として表示部44に表示させる(ステップS11)。例えば、表示部44には、放射線源16が位置A1にあるときに取得した2次元の放射線画像情報と、放射線源16が位置A2にあるときに取得した2次元の放射線画像情報とに基づく2枚の2次元透過画像を並べて表示させる。
そこで、技師は、関心部位特定部48を用いて、表示部44に表示されたマンモ12のステレオ画像から関心部位を特定する(ステップS12)。この場合、関心部位特定部48は、マウス等のポインティングデバイスで構成し、表示部44に表示されている2枚の2次元透過画像から対応する関心部位をそれぞれ選択することになる。なお、関心部位の特定は、CAD(Computer Aided Diagnosis)処理技術を用いて、ステレオ画像から対応する関心部位を自動的に抽出するようにしてもよい。
特定された関心部位に係る情報は、断層面位置算出部46に供給され、関心部位を含む断層面の位置が算出される(ステップS13)。
ここで、画像メモリ38から取得した2組の放射線画像情報から、特定した関心部位の位置を算出する方法につき、図3に従って説明する。
放射線源16が位置A1に配置されているとき、特定された関心部位50の画像は、放射線検出器20上の位置a1に記録される。また、放射線源16が位置A2に配置されているとき、関心部位50の画像は、放射線検出器20上の位置a2に記録される。放射線源16と放射線検出器20との垂直距離をH、放射線源16の位置A1、A2間の距離をL1、放射線検出器20上での関心部位50の画像の位置a1、a2間の距離をL2、放射線検出器20から関心部位50までの距離をhとすると、関心部位50の位置情報である距離hは、
h=L2/(L1+L2)・H
として求めることができる。
次に、断層画像形成部40は、断層面位置算出部46において算出された関心部位50の位置情報をパラメータとして、関心部位50を含む領域22の断層画像を形成する(ステップS14)。
そこで、断層画像の形成方法の1つであるシフト加算法について簡単に説明する。関心部位50が図3に示す位置にあるとき、放射線検出器20の位置a1に記録された関心部位50の画像を距離L2だけシフトさせ、位置a2に記録された関心部位50の画像に重なるように2組の放射線画像情報を加算すれば、関心部位50を含む距離hの領域22の画像が強調される一方、距離hが異なる他の画像がぼけることになる。従って、このような加算処理を、位置A1、A2間の各位置に放射線源16を移動させて取得した全ての放射線画像情報に対して行うことにより、関心部位50を含む領域22の鮮明な断層画像を形成することができる。この場合、関心部位50を含まない断層画像を形成する処理が不要となるため、所望の断層画像を極めて効率的に取得することができる。
以上のようにして形成された断層画像は、表示部44に表示され(ステップS15)、読影診断に供される。
なお、上述したトモシンセシス装置10では、放射線検出器20を固定した状態で、放射線源16のみを移動させて放射線画像情報を取得するようにしているが、例えば、図4に示すように、放射線源16の移動方向と反対の方向に放射線検出器52を相対的に移動させるように構成してもよい。この場合、放射線検出器52は、放射線検出器20よりも短尺にすることができる。
また、図5に示すように、放射線源16とは独立に移動可能とした超音波画像撮影部54を配置し、この超音波画像撮影部54によって取得したマンモ12の超音波断層画像から関心部位50の位置情報を取得するように構成することもできる。すなわち、超音波画像撮影部54を関心部位50の上部に配置して取得した超音波断層画像(Bモード表示)には、マンモ12の圧迫板18側の表皮画像と、関心部位50の画像とが含まれている。そこで、表皮画像から関心部位50の画像までの距離kを測定する一方、圧迫板18の位置情報から圧迫板18及び放射線検出器20間の距離であるマンモ12の厚さWを算出し、関心部位の位置情報である放射線検出器20から関心部位50まで距離hを、
h=W−k
として求めることができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、マンモ12の断層画像以外のいかななる断層画像を形成する装置にも適用できる等、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
本実施形態のトモシンセシス装置の構成図である。 図1に示すトモシンセシス装置の動作フローチャートである。 放射線画像情報から関心部位の位置を算出する方法の説明図である。 トモシンセシス装置の他の構成の説明図である。 トモシンセシス装置のさらに他の構成の説明図である。
符号の説明
10…トモシンセシス装置
12…マンモ
14…移動機構
16…放射線源
18…圧迫板
20、52…放射線検出器
22…領域
24…撮影台
26…放射線源制御部
28…撮影条件設定部
30…放射線源移動制御部
32…圧迫板移動制御部
34…厚さ情報算出部
36…画像処理部
38…画像メモリ
40…断層画像形成部
42…ステレオ画像抽出部
44…表示部
46…断層面位置算出部
48…関心部位特定部
50…関心部位
54…超音波画像撮影部

Claims (5)

  1. 被写体の関心部位の位置情報を取得する位置情報取得部と、
    所定の経路に沿って移動し、前記被写体に対して異なる角度から放射線を照射する放射線源と、
    前記被写体を透過した前記放射線を検出し、放射線画像情報に変換する放射線検出器と、
    前記放射線源を移動させて検出した前記放射線画像情報と、前記関心部位の前記位置情報とに基づき、前記被写体の前記関心部位を含む断層画像を形成する断層画像形成部と、
    を備えることを特徴とする断層画像撮影装置。
  2. 請求項1記載の装置において、
    前記位置情報取得部は、前記被写体に対して異なる角度から前記放射線を照射して取得した少なくとも2組の前記放射線画像情報を用いて前記関心部位の位置情報を算出する位置情報算出部からなることを特徴とする断層画像撮影装置。
  3. 請求項1記載の装置において、
    前記関心部位を含む前記被写体の超音波画像情報を取得する超音波画像撮影部を備え、
    前記位置情報取得部は、前記超音波画像情報から前記関心部位の位置情報を取得することを特徴とする断層画像撮影装置。
  4. 請求項1記載の装置において、
    当該断層画像撮影装置は、トモシンセシス装置からなることを特徴とする断層画像撮影装置。
  5. 請求項1記載の装置において、
    前記断層画像形成部は、前記位置情報に従って設定される前記放射線画像情報のシフト量をパラメータとするシフト加算法を用いて前記断層画像を形成することを特徴とする断層画像撮影装置。
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